ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ

Transcript

1 A-PDF Merger DEMO ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ : Purchase from ΠΑΤΡΩΝ to remove the watermark ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΓΕΩΕΠΙΣΤΗΜΕΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΔΑΣΚΑΛΟΠΟΥΛΟΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΠΑΤΡΑ 2011 ΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: Ν. ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ Γ. ΚΟΥΚΗΣ

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών «Γεωεπιστήμες και Περιβάλλον» στην Κατεύθυνση «Εφαρμοσμένη και Περιβαλλοντική Γεωλογία». Πριν τη παρουσίαση της διπλωματικής εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν στην πραγματοποίησή της και ιδιαίτερα: Τον Αν. Καθηγητή Τεχνικής Γεωλογίας και υπεύθυνο του Mεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη για την καθοδήγησή του σε όλα τα στάδια της έρευνας καθώς και την συμπαράστασή του στην εκπόνηση της εργασίας. Τον Καθηγητή κ. Γεώργιο Κούκη καθώς και τον Καθηγητή κ. Κων/νο Χατζηπαναγιώτου για τις πολύτιμες συμβουλές και υποδείξεις που παρείχαν και για την συμμετοχή τους στην τριμελή εξεταστική επιτροπή. Τους υποψήφιους διδάκτορες στο αντικείμενο της Τεχνικής Γεωλογίας Νικόλαο Βαγενά και Στέλλα Κτενά για τη σημαντική τους βοήθεια στις εργαστηριακές δοκιμές και για τις απαραίτητες συμβουλές τους κατά την εκπόνηση της εργασίας. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου για την αμέριστη συμπαράστασή τους καθ όλη την διάρκεια εκπονήσεως αυτής της διατριβής.

3 ABSTRACT This thesis examines the physical and mechanical characteristics of the rocky material of two different rocks and specifically sandstones and granites. The sandstones come from five (5) selected sampling sites in corresponding locations of Western Greece, from the sequence of flysch that belongs to all three representative geotectonic zones of the surrounding area. The sampling was done in large rock samples (block samples) and then formed cylindrical samples with laboratory karotaria. The granite samples come from a large number of sample drillings that carried out under the geotechnical research foundation of a wind farm (wind turbines) in Pissoderi Florina. The laboratory investigation included the main approach of the physical behavior of sandstones with "non-destructive testing" in 16 cylindrical shaped samples, while for the granite and specifically for 120 cylindrical samples, emphasis was placed on the mechanical characteristics which are necessary for the rational design of this specific technical project. The sandstones were mainly quartz, limestone - quartz and arkozes. The lowest ultrasound speed value and hardness show the arkozes, while the quartz sandstones appear as medium hard and relatively low porous. The granites usually appear tough, high - very high resistance to ratio value measure (MR) ranging from about 600 to <50. The large number of laboratory measurements of the parameters, mainly resistance s, allowed the statistical processing and the formulation of empirical relationships of general application that characterize this rock. 1

4 Σαμπατακάκης Νικόλαος Επιβλέπων Τριμελής επιτροπή Αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Γεωλογίας, Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών Κούκης Γεώργιος Καθηγητής του Τμήματος Γεωλογίας, Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών Χατζηπαναγιώτου Κωνσταντίνος Καθηγητής του Τμήματος Γεωλογίας, Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών 2

5 Περιεχόμενα 1.ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ Γεωλογικές συνθήκες στην Δυτικής Ελλάδα Θέσεις δειγματοληψίας στη Δυτική Ελλάδα Γεωλογικές συνθήκες στην περιοχή Φλωρίνης Θέσεις δειγματοληψίας στην περιοχή Φλωρίνης ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΨΑΜΜΙΤΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΓΡΑΝΙΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΡΕΥΝΑ Γενικά Εργαστηριακές δοκιμές σε ψαμμίτες Εργαστηριακές δοκιμές σε γρανίτες ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ

6 1.ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του βραχώδους υλικού δύο διαφορετικών πετρωμάτων και συγκεκριμένα ψαμμιτών και γρανιτών. Οι ψαμμίτες προέρχονται από πέντε (5) επιλεγμένες θέσεις δειγματοληψίας σε αντίστοιχες θέσεις της Δ. Ελλάδας, από την ακολουθία του φλύσχη που ανήκει και στις τρεις αντιπροσωπευτικές γεωτεκτονικές ζώνες της ευρύτερης περιοχής. Η δειγματοληψία έγινε σε βραχώδη δείγματα μεγάλων διαστάσεων (block samples) και στη συνέχεια διαμορφώθηκαν κυλινδρικά δείγματα με εργαστηριακή καροταρία. Οι γρανίτες προέρχονται από δείγματα σημαντικού αριθμού δειγματοληπτικών γεωτρήσεων που εκτελέστηκαν στα πλαίσια της γεωτεχνικής έρευνας θεμελίωσης αιολικού πάρκου (ανεμογεννητριών) στην περιοχή Πισοδερίου Φλώρινας. Η εργαστηριακή έρευνα περιλάμβανε την προσέγγιση κυρίως της φυσικής συμπεριφοράς των ψαμμιτών με «μη καταστρεπτικές δοκιμές» σε 16 κυλινδρικά διαμορφωμένα δείγματα, ενώ για τους γρανίτες και συγκεκριμένα σε 120 κυλινδρικά δείγματα, έμφαση δόθηκε στις μηχανικές ιδιότητες η οποίες και απαιτούνται για τον ορθολογικό σχεδιασμό του συγκεκριμένου τεχνικού έργου. Οι ψαμμίτες ήταν κυρίως χαλαζιακοί, ασβεστιτικοί χαλαζιακοί και αρκόζες. Τις χαμηλότερες τιμές ταχύτητας υπερήχων και σκληρότητας παρουσιάζουν οι αρκόζες, ενώ αντίθετα οι χαλαζιακοί ψαμμίτες εμφανίζονται σαν μέτρια σκληροί και με αρκετά χαμηλά πορώδη. Οι γρανίτες εμφανίζονται συνήθως σκληροί, υψηλής πολύ υψηλής αντοχής με τιμές λόγου μέτρου (MR) να κυμαίνονται από περίπου 600 μέχρι <50. Ο σημαντικός αριθμός εργαστηριακών μετρήσεων κυρίως των παραμέτρων αντοχής επέτρεψε την στατιστική επεξεργασία τους και τη διατύπωση εμπειρικών σχέσεων γενικής εφαρμογής που χαρακτηρίζουν το συγκεκριμένο πέτρωμα. 4

7 2. ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ 2.1 Γεωλογικές συνθήκες στην Δυτικής Ελλάδα Στην περιοχή της Δυτικής Ελλάδος και συγκεκριμένα στην περιοχή έρευνας συναντάμε το γεωλογικό υπόβαθρο των γεωτεκτονικών ζωνών Ιονίου, Γαβρόβου Τριπόλεως και Ωλονού Πίνδου. Σχ.1: Τεκτονικό σκαρίφημα της Δυτικής Ηπειρωτικής Ελλάδας και της Πελοποννήσου. (Κατά J, FLEURY 1980, κυρίως με βάση βιβλιογραφικά στοιχεία) Υπόμνημα: PA: Ζώνη Προαπούλια, I: ζώνη Ιόνια, GT: ζώνη Γαβρόβου-Τριπόλεως (Ph: Φυλλίτες του υποβάθρου της ανθρακικής σειράς της ζώνης αυτής), PO: ζώνη Ωλονού-Πίνδου, KP: ζώνη Παρνασσού, B: ζώνη Βοιωτική, Zi: ζώνες Εσωτερικές, d: αποθέσεις μεταλπικές. Οι ζώνες: Ιονία, Γαβρόβου-Τρίπολης, Ωλονού-Πίνδου και Παρνασσού έχουν διακριθεί στην ανθρακική τους σειρά και στον φλύσχη τους 5

8 Ζώνη Ωλονού Πίνδου Συνήθως αναφέρεται σαν το «Ελληνικό ευγεωσύγκλινο» του Μεσοζωικού. Η ζώνη Ωλονού Πίνδου αντιπροσωπεύει μαζί με την Υποπελαγονική τον κατεστραμμένο ωκεανό της Νεοτηθύος. Τα στρώματα της ζώνης αναδύθηκαν μεταξύ Ηωκαίνου Κάτω Ολιγοκαίνου με μια φάση πτυχώσεων που είχε σαν αποτέλεσμα την έντονη λεπίωση και την επώθηση των στρωμάτων της ζώνης επί των δυτικότερων ζωνών ως τεκτονικά καλύμματα. Τα τεκτονικά λέπια της Πίνδου επωθούνται το ένα πάνω στο άλλο από τα Ανατολικά προς τα Δυτικά δημιουργώντας πολλαπλές επαναλήψεις των στρωμάτων της ζώνης και αυξάνοντας το φαινομενικό τους πάχος. Στη ζώνη της Πίνδου εμφανίζονται οφιολιθικές μάζες τεκτονικά τοποθετημένες πάνω στον Τριτογενή Φλύσχη. Σχ.2: Στρωματογραφική στήλη της Πίνδου βασισμένη στα στοιχεία του FLEURY (1980) (από ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΟΥ, 1986). Από τα τέλη του Κρητιδικού μέχρι το Ηώκαινο Κάτω Ολιγόκαινο στο χώρο της Πίνδου αποτίθενται ρυθμικές εναλλαγές ψαμμιτών, μαργών μαζί με κροκαλοπαγή και ασβεστόλιθους που δομούν τον κύριο δεύτερο φλύσχη της Πίνδου τυπικό του ελληνικού χώρου. Καθόλη τη διάρκεια του Ιουρασικού στην αύλακα της Πίνδου αποτίθενται ιζήματα βαθιάς θάλασσας: κερατόλιθοι, ραδιολαρίτες, άργιλοι, ψαμμίτες, 6

9 πελαγικοί πυριτικοί ασβεστόλιθοι και ιάσπιδες που αποτελούν την Σχιστοκερατολιθική διάπλαση.(παπανικολάου 1986) Ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως Η ζώνη Γαβρόβου Τρίπολης τοποθετείται στην Απούλια Μικροπλάκα με τυπική νηριτική ανθρακική ιζηματογένεση στους Αλπικούς χρόνους (Τριαδικό - Ηώκαινο). Ορισμένα ελαφρά μεταμορφωμένα πετρώματα που εμφανίζονται στην Πελοπόννησο αντιστοιχούν στο προ-αλπικό υπόβαθρο της Ζώνης. Η ζώνη θεωρείται σχετικά αυτόχθονη ή παρα-αυτόχθονη πάνω στην οποία έχει επωθηθεί σε μεγάλη κλίμακα το αλλόχθονο τεκτονικό κάλυμμα της Πίνδου. Αποτέλεσμα της γεωτεκτονικής τοποθέτησης των δύο ζωνών είναι τα πετρώματα της Γαβρόβου να αποκαλύπτονται σε πολλές θέσεις υπό μορφή τεκτονικών παραθύρων (παράθυρο Τρίπολης, Δημητσάνας, Λαγκαδίων, Βιτίνας, Χελμού, Στυμφαλίας, Δερβενακίων και Κυλλήνης). Τα στρώματα της ζώνης εμφανίζονται πτυχωμένα σε πολλές πτυχές με άξονες Β-Ν που δημιουργήθηκαν κατά την τελική φάση του Ολιγοκαίνου Κάτω Μειοκαίνου. Η Αλπική νηριτική ιζηματογένεση ξεκινά στο Άνω Τριαδικό και συνεχίζεται σε όλο το Μεσοζωικό και Τριτογενές μέχρι το Άνω Ηώκαινο, αποκλειστικά με μαύρους σκοτεινούς ή τεφρούς ασβεστόλιθους πολύ πλούσιους σε απολιθώματα. Στο Ανώτερο Ηώκαινο αρχίζει η απόθεση του φλύσχη που έληξε στο τέλος του Ολιγοκαίνου με την τελική φάση πτύχωσης και ανάδυσης της ζώνης. (Μουντράκης, 1985) Ιόνια ζώνη Η Ιόνιος ζώνη εκτείνεται από την Ήπειρο στα Ιόνια νησιά, τη Δ. Στερεά, τη ΒΔ Πελοπόννησο και φτάνει μέχρι τα Δωδεκάνησα. Οριοθετείται γεωγραφικά από τις εξωτερικές ενότητες του Ελληνικού τόξου (Γαβρόβου Τρίπολης, Ωλονού Πίνδου) από τα ανατολικά, από τα βόρεια με τη μεγάλη τεκτονική τάφρο του Κοριθνιακού Πατραϊκού κόλπου, από τα δυτικά με το Ιόνιο πέλαγος και από τα νότια πάλι από τις εξωτερικές ενότητες Γαβρόβου Τρίπολης και Ολωνού Πίνδου. Οι επιφανειακές εμφανίσεις της Ιόνιας περιορίζονται στο χώρο μεταξύ Κυλλήνης και του ακρωτηρίου Άραξος (Aubouin και Dercourt, 1962, Τσόφλιας, 1977) Κατά τον Aubouin (1958), η Ιόνιος ζώνη αποτελεί παλαιογεωγραφικά μια συνεχή αύλακα, διακοπτόμενη από υβώματα αντίκλινα, με αποτέλεσμα το πάχος των ιζημάτων να μην είναι σταθερό και να δημιουργούνται στρωματογραφικά κενά και ασυμφωνίες. Το κύριο χαρακτηριστικό της Ιόνιας ενότητας είναι ότι κατά την εξέλιξή της από το Τριαδικό μέχρι το Αν. Ολιγόκαινο Μειόκαινο άλλαξε παλαιογεωγραφικές συνθήκες. (Παπανικολάου, 1986). Η στρωματογραφική στήλη της Ιονίου αρχίζει κατά το Τριαδικό με την ιζηματογένεση των εβαποριτών (Savoyat, 1977), που συνεχίζεται μέχρι το Ανώτερο Τριαδικό. Τότε αρχίζει η ανθρακική ιζηματογένεση. Η Ιόνιος ενότητα χαρακτηρίζεται από μία κατώτερη ακολουθία αποτελούμενη από νηριτικούς ασβεστόλιθους 7

10 παχυστρωματώδεις έως άστρωτους που περιέχουν φύκη και ελασματοβράγχια στη βάση των οποίων υπάρχουν οι εβαπορίτες (Κάρνιο) και από μία ανώτερη ακολουθία με πελαγικά, κυρίως ανθρακικά, ιζήματα. Για να περάσουμε από τη μία ακολουθία στην άλλη υπάρχει μία μεταβατική περίοδος που έχει ως αποτέλεσμα πολυμορφία φάσεων. Στη βάθυνση της Ιόνιας ζώνης συνετέλεσαν συνιζηματογενή ρήγματα που άρχιζαν σταδιακά να βυθίζουν ένα τμήμα της μέχρι τότε ενιαίας πλατφόρμας. Αυτό είχε σαν συνέπεια τον διαχωρισμό της αρχικής λεκάνης σε μικρές παλαιογεωγραφικές ενότητες καθεμιά από τις οποίες υπέστη διαφορική βύθιση ούτως ώστε συνεχείς και παχιές ακολουθίες να αντιστοιχούν σε βυθισμένους χώρους ενώ μικρού πάχους ακολουθίες χαρακτηρίζουν τους ανυψωμένους χώρους. Στην Ιόνια ενότητα έχουμε την ανάπτυξη ενός τυπικού φλύσχη. Η έναρξη της φλυσχογένεσης, που αλλάζει από περιοχή σε περιοχή μέσα στην ενότητα, αρχίζει με την ανάδυση της οροσειράς της Πίνδου και τοποθετείται από το Αν. Ηώκαινο έως τη βάση του Ολιγοκαίνου. Αποτελείται από κίτρινους, λεπτοστρωματώδεις και λεπτόκοκκους έως μεσόκοκους ψαμμίτες και αργίλους. Μεταξύ των νεότερων οριζόντων του φλύσχη επικρατούν πολύμεικτα κροκαλοπαγή τα οποία εμφανίζονται κυρίως στην Ν. Μανωλάδα και την Πάτρα. 8

11 Σχ.3: Στρωματογραφική στήλη Ιόνιας ζώνης (από Karakitsios 1995) 1: πηλίτες, ψαμμίτες, 2: ασβεστόλιθοι με chert, 3: πελαγικοί ασβεστόλιθοι με κλαστικό υλικό 4: πελαγικοί ασβεστόλιθοι με chert 5: άργιλοι με chert 6 έως 10: πελαγικοί ασβεστόλιθοι 11: ασβεστόλιθοι φόρμας 12: ασβεστόλιοι μαύροι, 13: γύψος και άλας 14: δολομίτες 15: λατυποπαγή 16: filaments 17: ammonites 18: brachiopods 2.2 Θέσεις δειγματοληψίας στη Δυτική Ελλάδα Τα δείγματα ελήφθησαν από τις θέσεις: 1. Ναύπακτος (Θέρμο, Βελβίνα) με κωδικό θέσης ΝΑΥ1 όπου ανήκει στην γεωτεκτονική ζώνη της Ιονίου 2. Ναύπακτος (Θέρμο, Βελβίνα μεγαλύτερο υψόμετρο) με κωδικό θέσης ΝΑΥ2 και ανήκει επίσης στην Ιόνια ζώνη 3. Αργυρά Σελλά (Αγ. Ελεούσα) με κωδικό θέσης ΝΑΥ3 ανήκει στην γεωτεκτονική ζώνη της Ωλονού Πίνδου 4. Ευηνοχώρι (Εθν. Οδός Αντιρρίου Μεσολογγίου) με κωδικό θέσης ΕΥΗ2 ανήκει στη ζώνη Γαβρόβου Τρίπολης 5. Γούμερο (Σανταμέρι) με κωδικό θέσης ΓΟΥ1 ανήκει στην ζώνη Γαβρόβου Τρίπολης 9

12 Όλα τα παραπάνω δείγματα προέρχονται από τον σχηματισμό του φλύσχη και συγκεκριμένα στις θέσεις: i. Θέση ΝΑΥ1: Oψαμμίτης είναι Ηωκαινικής Μειοκαινικής ηλικίας, υγιής (ελαφρά αποσαθρωμένος),χονδρόκοκκος και πολύ παχυστρωματώδης ii. Θέση ΝΑΥ2: Ο ψαμμίτης είναι Ηωκαινικής Μειοκαινικής ηλικίας, υγιής (ελαφρά αποσαθρωμένος), μεσόκοκκος και πολύ παχυστρωματώδης iii. Θέση ΝΑΥ3: Ο ψαμμίτης ηλικιακά ανήκει στο Ανώτ. Κρητιδικό Ηώκαινο, είναι χονδρόκοκκος, υγιής τεφρού - καστανότεφρου χρώματος iv. Θέση ΕΥΗ2: Ο ψαμμίτης ανήκει στο Αν. Ηώκαινο, είναι υγιής, τεφροκάστανος, πολύ παχυστρωματώδης και χονδρόκοκκος v. Θέση ΓΟΥ1: Ο ψαμμιτικός φλύσχης ανήκει ηλικιακά στο Αν. Ολιγόκαινο, είναι ελαφρά αποσαθρωμένος, παχυστρωματώδης, έντονα ρωγματωμένος με αρκετές ασυνέχειες με μέγεθος κόκκων μεσο-χονδρόκοκκο. 2.3 Γεωλογικές συνθήκες στην περιοχή Φλωρίνης Η περιοχή Πισοδέρι ανήκει γεωλογικά στην Πελαγονική Ζώνη και δομείται γενικά από α) γνεύσιους και ημι-μεταμορφωμένα πετρώματα β) δύο ανθρακικά καλύμματα του Τριαδικού Ιουρασικού γ) τους οφειόλιθους και δ) Ανωκρητιδικά επικλυσιγενή ιζήματα. Πελαγονική ζώνη Η Πελαγονική ζώνη απότελείται από Παλαιοζωικά κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα του ηπειρωτικού φλοιού της παλιάς Κιμμερικής ηπείρου, μέσα στα οποία διείσδυσαν γρανιτικά σώματα του Άνω Λιθανθρακοφόρου. Περμοτριαδικά Μετακλαστικά ιζήματα και ανθρακικά πετρώματα Τριαδικού Ιουρασικού αποτέθηκαν στα ηπειρωτικά περιθώρια της ζώνης και πάνω σε αυτά επωθήθηκαν οι οφιολιθικές μάζες προερχόμενες απί τις εκατέρωθεν ωκεάνιες λεκάνες της Τηθύος. Δύο μεταμορφώσεις έχουν επηρεάσει τα πετρώματα της Πελαγονικής: 1 η Ερκύνια αμφιβολιτικής φάσης στο κρυσταλλοσχιστώδες υπόβαθρο και 2 η πρασινοσχιστολιθικής φάσης Ιουρασικού Κρητιδικού στα πετρώματα Άνω Παλαιοζωικού Ιουρασικού. Στο Άνω Κρητιδικό Ηώκαινο πραγματοποιείται η οριστική ανάδυση της Ζώνης.(Μουντράκης 1986) 10

13 Σχ.4: Συνοπτική λιθοστρωματογραφική τεκτονική στήλη της Πελαγονικής ζώνης στη Δυτική Μακεδονία (Μουντράκης 1986 τροποποιημένη από Ξανθοπούλου 2006) Ιδιαίτερα στη περιοχή ενδιαφέροντος επικρατούν γρανίτες υπότεφροι - λευκότεφροι με μεγάλους κρυστάλλους αστρίων, που καλούνται και γρανίτες της «Φλώρινας» (Mουντράκης 1985). Από πλευράς ηλικίας τοποθετούνται στο Ανώτερο Λιθανθρακοφόρο και αποτελούν μαγματική διείσδυση, που προκαλεί φαινόμενα μεταμόρφωσης επαφής στα γειτονικά πετρώματα. Εμφανίζουν βλαστοκατακλαστικό ιστό, και είναι γνευσιοποιημένοι και σχιστοποιημένοι ως αποτέλεσμα της τεκτονικής παραμόρφωσης που έχουν δεχθεί. Μπορούν να χαρακτηριστούν και σαν μεταγρανίτες. 11

14 Σχήμα 5: Γεωτεκτονικός χάρτης της Ελλάδας όπου φαίνεται η θέση δειγματοληψίας. Rh: Rhodope Massif, Sm: Serbomacedonian Massif, CR: Circum Rhodopic Zone, (Pe: Peonias Zone, Pa: Paikou Zone, Al: Almopias Zone), Al: Axios Zone, Pl: Pelagonian Zone, Ac: Attiko Cycladic Zone, Sp: Subpelagonian Zone, Pk: Parnassos Zone, P: Pindos Zone G: Gavrovo Zone, I: Ionian Zone, Px: Paxos Zone. (Mountrakis et al., 1983) 2.4 Θέσεις δειγματοληψίας στην περιοχή Φλωρίνης Η θέση δειγματοληψίας εντοπίζεται στην περιοχή Πισοδερίου όπου η στρωματογραφική διάρθρωση της περιοχής από τα νεότερα προς τα παλαιότερα έχει ως εξής: a) Τα επικλυσιγενή ιζήματα Μέσου άνω Κρητιδικού. b) Οι οφειόλιθοι και τα συνοδά ιζήματα. c) Τα ανθρακικά καλύμματα Τριαδικού Ιουρασικού. d) Περμο- τριαδικές μετακλαστικές ακολουθίες από μετά αρκόζες, σχιστόλιθους και φυλλίτες. e) Οι γνευσιωμένοι γρανίτες Άνω Λιθανθρακοφόρου. Γρανίτες με μεγάλους κρυστάλλους αστρίων, που διεισδύουν στο υπόβαθρο προκαλώντας φαινόμενα μεταμόρφωσης επαφής. Εντός αυτών εμφανίζονται συχνά και τμήματα μη μεταμορφωμένων γρανιτικών όγκων, αποτέλεσμα νεώτερων, μαγματικών διεισδύσεων. 12

15 f) Το κρυσταλλοσχιστώδες υπόβαθρο με γνεύσιους και σχιστόλιθους. Σχήμα 6: Απόσπασμα του γεωλογικού χάρτη του ΙΓΜΕ στη θέση δειγματοληψίας. Pz.sch: Σχιστόλιθοι Pz.gn 1 : Γρανιτικοί γνεύσιοι Δυτικής Μακεδονίας Y 1 : Αμφιβολιτικός και/ή βιοτιτικός γρανίτης γρανοδιορίτης μονζογρανίτης, διορίτης Pz.gn: Γνεύσιοι σχιστόλιθοι και σε μικρότερο ποσοστό αμφιβολίτες Ng: Μάργες Pt.c,s: Κροκαλοπαγή al: Αλλουβιακές αποθέσεις Η τεκτονική, της περιοχής εκφράζεται κυρίως με τη εμφάνιση ρηγμάτων και πτυχώσεις. Οι ρηξιγενείς δομές αφορούν σε διακεκριμένες επιφάνειες παλαιών μη ενεργών ρηγμάτων με μέση διεύθυνση ΒΔ ΝΑ. Επίσης, σε αρκετές περιπτώσεις παρατηρούνται φαινόμενα «δυσαρμονικής πτύχωσης», σαν αποτέλεσμα διαστρωματικών ολισθήσεων ευρείας κλίμακας λόγω διαφορετικών μηχανικών χαρακτηριστικών των σχηματισμών. Σχήμα 7: Στερεοδιάγραμμα επιπέδων ασυνεχειών βραχομάζας στη θέση δειγματοληψίας 13

16 Από μετρήσεις προσανατολισμού των ασυνεχειών της βραχομάζας που έγιναν στην περιοχή καταγράφονται τρία κύρια συστήματα ασυνεχειών και συγκεκριμένα: (α) η σχιστότητα με δ/νση κλίσης Ν και κλίση μέχρι 10 ο (β) ένα σύστημα ασυνεχειών με δ/νση κλίσης ΑΒΑ και κλίση 80 ο και (γ) ένα σύστημα με δ/νση κλίσης ΝΑ και κλίση ο. Τα κύρια τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής που συμπεραίνονται από την επιτόπου έρευνα της περιοχής είναι τα παρακάτω: Ο γεωλογικός σχηματισμός που επικρατεί στην περιοχή θεμελίωσης των ανεμογεννητριών είναι ο υπότεφρος λευκότεφρος γνευσιωμένος γρανίτης. Η βραχομάζα διατέμνεται από τρία κύρια συστήματα ασυνεχειών, εκ των οποίων το ένα αντιπροσωπεύει τη σχιστότητα που έχει κλίση 0 o 10 o με δ/νση κλίσης νότια. Ο βαθμός αποσάθρωσης της βραχομάζας ταξινομείται από ελαφρά μέχρι μέτρια αποσαθρωμένη (ISRM, 1981) Πρόσφατα εδαφικά υλικά αποσάθρωσης καλύπτουν τοπικά τη θέση θεμελίωσης. Αποτελούνται από καστανότεφρες υποκάστανες αμμώδεις αργίλους και αργιλώδεις άμμους με θραύσματα γνευσίων και γρανιτών. Το μέγιστο πάχος τους δεν ξεπερνά τα ένα έως δύο μέτρα. Η βραχομάζα δεν παρουσιάζει γενικά προβλήματα καρστικοποίησης Οι υδρογεωλογικές συνθήκες της γρανιτο γνευσιακής βραχομάζας πιστοποιούν ότι δεν υπάρχει υδροφόρος ορίζοντας που να επηρεάζει τη στάθμη θεμελίωσης. Η αντοχή των γρανιτογνευσιακών σχηματισμών κυμαίνεται από μέση ως υψηλή (BIENIAWSKI 1974). Εδαφικές αστάθειες: εδαφικές αστάθειες οι οποίες πιθανόν να ενεργοποιηθούν δεν παρατηρήθηκαν στη ζώνη θεμελίωσης και στην περιβάλλουσα περιοχή. Γενικότερα προβλήματα αστάθειας στις προβλεπόμενες εκσκαφές δεν αναμένονται. Σεισμικός συντελεστής: με βάση τον ΕΑΚ 2004 η περιοχή εντάσσεται στη ζώνη Ι με μέγιστη αναμενόμενη σεισμική επιτάχυνση A= 0.16g. 3. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΨΑΜΜΙΤΩΝ Έγινε δειγματοληψία σε 5 διαφορετικές θέσεις στις περιοχές οι οποίες έχουν τους εξής κωδικούς θέσης: ΝΑΥ1,ΝΑΥ2,ΝΑΥ3,ΕΥΗ2,ΓΟΥ1.Από κάθε θέση έχουν διαμορφωθεί 7 με 8 κυλινδρικά δοκίμια. Τα ονόματα των θέσεων έχουν προκύψει από τα αντίστοιχα φύλλα των γεωλογικών χαρτών που βρίσκονται οι περιοχές Ευήνου, Σαντομερίου, Θέρμου, Γούμερου και Αργυρών Σελλών. Σε κάθε θέση αρχικά γινόταν απομάκρυνση του επιφανειακού στρώματος του σχηματισμού, με την βοήθεια κατάλληλων εργαλείων (όπως για παράδειγμα το 14

17 γεωλογικό σφυρί ή εργαλεία εκσκαφής χειρός) και μέχρι της αποκαλύψεως του υγιούς σχηματισμού. Στη συνέχεια επιλεγόταν τμήμα του στο οποίο απουσίαζαν δευτερογενείς ρωγματώσεις, σημεία ροής υπεδαφικού νερού και άλλοι παράγοντες ανισοτροπίας και εξαγόταν τέμαχος (ή τεμάχη) ακανόνιστου σχήματος, το οποίο θα ικανοποιούσε τα κριτήρια μεγέθους και ομοιομορφίας που απαιτεί η κατασκευή δοκιμίων. Στη συνέχεια το τέμαχος ή τα τεμάχη μεταφέρονταν άμεσα στο χώρο του εργαστηρίου με σκοπό να μορφωθούν σε δοκίμια. Τα βασικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων δίνονται στον Πίνακα 1 Για την διαμόρφωση των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε αρχικά η εργαστηριακή καροταρία. Αφού τοποθετήθηκαν τα τεμάχη (blocks) στην τράπεζα της εργαστηριακής καροταρίας και έγινε διάτρηση των δοκιμίων σε κυλινδρικό σχήμα ύστερα με την βοήθεια του αδαμαντοτροχού διαμορφώθηκαν επίπεδες βάσεις για καλή έδραση. Αναλυτικότερα τα δοκίμια που προκύπτουν αποκόπτονται στα άκρα με αδαμαντοτροχό και σε κατάλληλα μήκη, ανάλογα με το είδος της προβλεπόμενης εργαστηριακής δοκιμής. Ακολουθεί προσεκτική λείανση της κυλινδρικής επιφάνειας. Σε ένα ιδανικά διαμορφωμένο δοκίμιο, οι βάσεις πρέπει να είναι τελείως παράλληλες μεταξύ τους και κάθετες προς το μεγάλο άξονα του. Εικ.1: Εργαστηριακή καροταρία για την διαμόρφωση κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος Εικ.2: Δίσκος λείανσης βάσεων κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος 15

18 Πίνακας 1: Περιγραφή χαρακτηριστικών δειγμάτων και θέσεων δειγματοληψίας ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ EYH 2 ΓΟΥ 1 ΝΑΥ 1 ΝΑΥ 2 ΝΑΥ 3 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ Θέση Φύλλο Χάρτη Εύηνος Ευηνοχώρι Γεωτεκτονική Ζώνη Γαβρόβου Τρίπολης Λιθολογικός τύπος Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης GSI Θέση Φύλλο Χάρτη Γεωτεκτονική Ζώνη Λιθολογικός τύπος Σανταμέρι Γούμερο Γαβρόβου Τρίπολης Ασβεστιτικός ψαμμίτης GSI Λιθολογικός τύπος Καστανότεφρος ψαμμίτης με πολλές ασυνέχειες GSI Θέση Φύλλο Χάρτη Θέρμο Ναύπακτος Γεωτεκτονική Ζώνη Ιόνια Λιθολογικός τύπος Καστανότεφρος παχυστρωματώδης ψαμμίτης GSI Θέση Φύλλο Χάρτη Θέρμο Ναύπακτος Γεωτεκτονική Ζώνη Ιόνια Λιθολογικός τύπος Καστανότεφρος παχυστρωματώδης ψαμμίτης GSI Θέση Φύλλο Χάρτη Γεωτεκτονική Ζώνη Λιθολογικός τύπος Αργυρά - Σελλά Ναύπακτος Ωλονού Πίνδου Αρκόζη GSI Οι περιοχές λήψης δειγμάτων αποτελούν εμφάνιση φλύσχη τριών γεωτεκτονικών ζωνών, τη ζώνη Πίνδου, τη Γαβρόβου Τρίπολης και τέλος την Ιόνια ζώνη. Συλλέχθηκαν 12 βραχώδη τεμάχη (blocks) διαστάσεων 40x30 cm περιπου το καθένα. 16

19 4. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΓΡΑΝΙΤΩΝ Εικ.3 : βραχώδη τεμάχη ψαμμιτών (block samples) Με σκοπό την εξακρίβωση των γεωτεχνικών και εδαφομηχανικών χαρακτηριστικών του υπεδάφους, απαραίτητων για την μελέτη θεμελίωσης των 34 ανεμογεννητριών εκτελέσθηκαν περιστροφικές ερευνητικές γεωτρήσεις βάθους 20,00 30,00 μέτρων. Η δεγματοληψία έγινε με: διαιρετό δειγματολήπτη βραδείας προχώρησης (Τ6S) διπλού τοιχώματος. Τα δείγματα του διαιρετού δειγματολήπτη καλύφθηκαν επιμελώς με πλαστική μεμβράνη για τη διατήρηση της φυσικής τους υγρασίας και την άρτια μεταφορά τους στο εργαστήριο. Όλα τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε ημιδιατομή πλαστικού σωλήνα και κατόπιν σε ειδικά ξύλινα κιβώτια συνολικού μήκους δείγματος 5,00 m για τη μεταφορά τους στο εργαστήριο. Εικ.4: Δειγματοληπτικό γεωτρύπανο στην θέση δειγματοληψίας και θεμελίωσης μιας ανεμογεννήτριας 17

20 Εικ.5: Κιβώτια δειγμάτων από τις γεωτρήσεις "εν ξηρώ" (φραγμός) με τη χρήση δειγματολήπτη μονού τοιχώματος με ειδική βαλβίδα εξισορρόπησης της υδραυλικής πίεσης στην κεφαλή του. Αμέσως μετά τη λήψη των δειγμάτων οι παρειές των δειγμάτων φραγμού συνεκτικού εδάφους καθαρίζονταν από την ελεύθερη υγρασία και τοποθετούνταν σε τριπλή διαφανή μεμβράνη και στην συνέχεια σε πλαστικές σακούλες, για την διατήρηση της φυσικής τους υγρασίας. 5. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΡΕΥΝΑ 5.1 Γενικά Εργαστηριακές δοκιμές Οι εργαστηριακές δοκιμές Βραχομηχανικής είναι επακριβώς και σαφώς προδιαγραμμένες σε κανονισμούς και οδηγίες, οι πιο σημαντικοί των οποίων είναι της Ι.S.R.Μ (Διεθνής Ένωση Βραχομηχανικής), A.S.T.M (Αμερικάνικη Ένωση Δοκιμών και Υλικών), B.S (Βρετανικά Πρότυπα) και οι αντίστοιχες Ελληνικές προδιαγραφές του Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (Ε1Ο3-84). Ο μηχανολογικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται (συσκευές, πρέσες κ.λπ.) πρέπει να είναι διακριβωμένος (δηλαδή να υπάρχουν πιστοποιητικά ελέγχου καλής λειτουργίας που εκδίδονται σε ετήσια περίπου βάση) Η όλη διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμών γίνεται αυστηρά σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τα προβλεπόμενα από τα πιστοποιητικά ποιότητας. 18

21 5.2 Εργαστηριακές δοκιμές σε ψαμμίτες Οι εργαστηριακές δοκιμές οι οποίες πραγματοποιήθηκαν στους ψαμμίτες ήταν οι εξής: Προσδιορισμός δυναμικών παραμέτρων Προσδιορισμός της ταχύτητας των υπερήχων κυμάτων διαμέσου βραχωδών δειγμάτων (Ultrasonlc Pulse Method) Σκοπός των 16 δοκιμών που εκτελέστηκαν είναι ο προσδιορισμός της ταχύτητας των V p κυμάτων (διαμήκων) των υπερήχων μέσα στο βραχώδες υλικό. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η εκτίμηση των δυναμικών παραμέτρων E o,nκαι G o του ακεραίου πετρώματος. Η δοκιμή εκτελείται σε βραχώδη δοκίμια ορθού κυλινδρικού σχήματος με ελάχιστες διαστάσεις, μήκος L=10 cm και διάμετρο D=5,3 cm, με την χρήση της ειδικής συσκευής. Πίνακας 2: Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών προσδιορισμού της ταχύτητας των V p κυμάτων Κωδικός θέσης Ύψος (cm) Πυκνότητα (kn/m 3 ) 19 T p (μs) V p (m/sec) Τύπος πετρώματος ΝΑΥ1.1 10,84 24,43 32,8 3304,88 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.2 12,05 24,51 36,9 3265,58 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.3 13,22 24,52 39,2 3372,45 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.4 11,81 24,78 33,1 3567,98 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ2.1 13,1 24,65 33,2 3945,78 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ2.2 12,7 24,73 31,8 3993,71 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ3.1 13,3 24, ,73 Αρκόζη ΝΑΥ3.2 10,9 24,26 39,6 2752,53 Αρκόζη ΝΑΥ3.3 12,1 23,93 41,5 2915,66 Αρκόζη ΝΑΥ3.4 11,95 23, ,50 Αρκόζη ΝΑΥ3.5 10,79 24,54 38,3 2817,23 Αρκόζη ΕΥΗ2.1 12,25 26,32 38,1 3215,22 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΕΥΗ2.2 16,95 25,59 33,8 5014,79 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΕΥΗ2.3 15,2 25,39 34,2 4444,44 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΓΟΥ1.1 11,79 25,83 24,3 4851,85 Ασβεστιτικός ψαμμίτης ΓΟΥ1.2 10,28 25, ,24 Ασβεστιτικός ψαμμίτης

22 Παρατηρούμε με βάση τον παραπάνω πίνακα ότι τις υψηλότερες ταχύτητες των P κυμάτων τις έχουν οι ασβεστιτικοί ψαμμίτες οι οποίοι έχουν και μεγαλύτερη πυκνότητα από τα άλλα δείγματα. Προσδιορισμός φυσικών παραμέτρων Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (με την χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) Με την μέθοδο αυτή προσδιορίστηκαν η πυκνότητα (ή φαινόμενο βάρος), το πορώδες (n) και ο λόγος κενών (e) στα 16 διαμορφωμένα δοκίμια. Πίνακας 3: Αποτελέσματα προσδιορισμού πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών Κωδικός θέσης Πορώδες n (%) Λόγος κενών e Πυκνότητα (kn/m 3 ) Υγρό φαινόμενο βάρος ρ sat (kn/m 3 ) Δείκτης απορρόφησης I ν (%) Τύπος πετρώματος ΝΑΥ1.1 3,16 0,033 24,43 24,75 1,65 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.2 2,80 0,029 24,51 24,79 1,15 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.3 3,23 0,033 24,52 24,84 1,48 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ1.4 3,17 0,033 24,78 25,09 1,22 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ2.1 0,96 0,010 24,65 24,75 0,57 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ2.2 1,09 0,011 24,73 24,84 0,56 χαλαζιακός ψαμμίτης ΝΑΥ3.1 2,76 0,028 24,37 24,65 1,16 Αρκόζη ΝΑΥ3.2 2,87 0,029 24,26 24,55 1,95 Αρκόζη ΝΑΥ3.3 3,50 0,036 23,93 24,28 2,26 Αρκόζη ΝΑΥ3.4 3,43 0,035 23,93 24,28 2,23 Αρκόζη ΝΑΥ3.5 3,46 0,036 24,54 24,89 1,51 Αρκόζη ΕΥΗ2.1 3,40 0,035 26,32 26,66 1,03 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΕΥΗ2.2 1,12 0,011 25,59 25,70 0,66 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΕΥΗ2.3 1,82 0,019 25,39 25,57 0,62 Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης ΓΟΥ1.1 0,8 0,001 25,83 25,84 0,14 Ασβεστιτικός ψαμμίτης ΓΟΥ1.2 0,26 0,003 25,70 25,72 0,09 Ασβεστιτικός ψαμμίτης 20

23 Όσο μικρότερη είναι η πυκνότητα ενός ψαμμίτη τόσο μεγαλύτερο είναι το πορώδες του, ο λόγος κενών που έχουν ως συνέπεια μεγαλύτερο δείκτη απορρόφησης I ν και υγρό φαινόμενο βάρος ρ sat. Μεγαλύτερη πυκνότητα έχουν οι ασβεστιτικοί χαλαζιακοί ψαμμίτες. Προσδιορισμός παραμέτρων αντοχής Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt (τύπου L) Οι 16 δοκιμές σκληρότητας που εκτελέστηκαν με την χρήση του σφυριού αναπήδησης Schmidt τύπου L έδειξαν μέτριας και μικρής σκληρότητας πετρώματα. Πίνακας 4: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση τη σκληρότητά του Μέση ένδειξη Πυκνότητα Κατηγορία Κωδικός θέσης (kn/m 3 σφυριού ) πετρώματος (SHV) ΝΑΥ1.1 24,43 33 ΝΑΥ1.2 24,51 38 ΝΑΥ1.3 24,52 34 ΝΑΥ1.4 24,78 44 ΝΑΥ2.1 24,65 44 ΝΑΥ2.2 24,73 44 ΝΑΥ3.1 24,37 29 ΝΑΥ3.2 24,26 32 ΝΑΥ3.3 23,93 31 ΝΑΥ3.4 23,93 35 ΝΑΥ3.5 24,54 34 ΕΥΗ2.1 26,32 42 ΕΥΗ2.2 25,59 44 ΕΥΗ2.3 25,39 45 Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μικρής σκληρότητας Μικρής σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας Μέτριας σκληρότητας ΓΟΥ1.1 25,83 42 Μέτριας σκληρότητας ΓΟΥ1.2 25,70 42 Μέτριας σκληρότητας Οι μικρότερες τιμές σκληρότητας αντιστοιχούν στις αρκόζες. Τύπος πετρώματος χαλαζιακός ψαμμίτης χαλαζιακός ψαμμίτης χαλαζιακός ψαμμίτης χαλαζιακός ψαμμίτης χαλαζιακός ψαμμίτης χαλαζιακός ψαμμίτης Αρκόζη Αρκόζη Αρκόζη Αρκόζη Αρκόζη Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης Ασβεστιτικός ψαμμίτης Ασβεστιτικός ψαμμίτης 21

24 Πίνακας 5: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση τη σκληρότητά του Κατηγορία Πετρωμάτων Μέση Ένδειξη Σφυριού (SHV) Πολύ μαλακά πετρώματα <10 Μαλακά πετρώματα Μέτρια πετρώματα Σκληρά πετρώματα Πολύ σκληρά πετρώματα >60 Εικ.6: κυλινδρικά δοκίμια ψαμμιτών Σε κάποια αντιπροσωπευτικά δείγματα (λεπτόκοκκα, μεσόκοκκα,χονδρόκοκκα) έγιναν λεπτές τομές για να μελετηθούν τα ιδιαίτερα ορυκτοπετρογραφικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων. Εικ.7: ορυκτοπετρογραφικά χαρακτηριστικά δείγματος από την θέση Γούμερο με την βοήθεια του μικροσκοπίου 22

25 Πίνακας 6: Αποτελέσματα μικροσκοπικής παρατήρησης δειγμάτων. Κωδικός Δείγματος ΓΟΥ 1 ΝΑΥ 3 ΝΑΥ 1.3 ΝΑΥ 2 ΕΥΗ 2 ΝΑΥ 1.1 Λιθολογικός τύπος Ασβεστιτικός ψαμμίτης Αρκόζη Χαλαζιακός ψαμμίτης Χαλαζιακός ψαμμίτης Ασβεστιτικός χαλαζιακός ψαμμίτης Χαλαζιακός ψαμμίτης Ορυκτολογική Σύσταση Ορυκτά % (κ.ο.) Χαλαζίας 20 Αλκαλικός άστριος 10 Ασβεστίτης 50 Πλαγιόκλαστα 8 Μοσχοβίτης 5 Δευτερεύοντα ορυκτά 7 Παρατηρήσεις: ασβεστιτικό συνδετικό υλικό Χαλαζίας 35 Αλκαλικός άστριος 35 Ασβεστίτης 15 Πλαγιόκλαστα 8 Μαρμαρυγίες 5 Οξείδια 1 Μεταλλικά 1 Παρατηρήσεις: ασβεστιτικό συνδετικό υλικό Χαλαζίας 70 Αλκαλικός άστριος 3 Ασβεστίτης 15 Πλαγιόκλαστα 8 Μαρμαρυγίες 2 Οξείδια 1 Μεταλλικά 1 Χαλαζίας 40 Αλκαλικός άστριος 30 Ασβεστίτης 25 Πλαγιόκλαστα 3 Μοσχοβίτης 2 Παρατηρήσεις: ασβεστιτικό συνδετικό υλικό Χαλαζίας 30 Ασβεστίτης 60 Αλκαλικός άστριος 4 Πλαγιόκλαστα 5 Μεταλλικά 1 Παρατηρήσεις: ασβεστιτικό συνδετικό υλικό Χαλαζίας 60 Αλκαλικός άστριος 6 Ασβεστίτης 10 Πλαγιόκλαστα 8 Μεταλλικά 2 Επίδοτο 4 23

26 Πίνακας 7: Είδος και αριθμός δοκιμών σε ψαμμίτες Τύπος δοκιμής Δοκιμή Αριθμός δοκιμών Προσδιορισμός δυναμικών παραμέτρων Προσδιορισμός παραμέτρων αντοχής Προσδιορισμός φυσικών παραμέτρων Προσδιορισμός ταχύτητας υπερήχων κυμάτων διαμέσου βραχωδών δειγμάτων Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (με την χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) Εργαστηριακές δοκιμές σε γρανίτες Από τα δείγματα των γεωτρήσεων διαμορφώθηκε ένας σημαντικός αριθμός δειγμάτων και εκτελέστηκαν οι παρακάτω δοκιμές. Προσδιορισμός του δείκτη σημειακής φόρτισης (Point load index) Η δοκιμή σημειακής φόρτισης είναι μία απλή δοκιμή που έχει σαν σκοπό την ταξινόμηση του ακέραιου πετρώματος από πλευράς αντοχής, καθώς επίσης και τον έμμεσο προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη. Τα αποτελέσματα της δοκιμής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταξινόμηση των πετρωμάτων ως προς την αντοχή τους με βάση τον Πίνακα 8. Πίνακας 8: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση το δείκτη σημειακής φόρτισης Ι s(50) (BIENIAWSKI 1975) Χαρακτηρισμός αντοχής Δείκτης σημειακής φόρτισης I s(50) (MPa) Πολύ υψηλής αντοχής >8 Υψηλής αντοχής 4-8 Μέσης αντοχής 2-4 Χαμηλής αντοχής 1-2 Πολύ χαμηλής αντοχής Δεν συνίσταται δοκιμή Η αντοχή σε μοναξονική θλίψη (σ c ) συνδέεται με τον ανηγμένο δείκτη σημειακής φόρτισης Ι s(50) με τη σχέση: σ c = Κ Ι s(50) Εκτελέστηκαν 76 εργαστηριακές δοκιμές προσδιορισμού του δείκτη σημειακής φόρτισης κατά ΒΡΑΧ. Ε (5), I.S.R.M Κυρίως εκτελέσθηκε η διαμετρική δοκιμή 24

27 Πίνακας 9: Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών προσδιορισμού του δείκτη σημειακής φόρτισης Γεώτρηση Βάθος (m) Δείκτης σημειακής φόρτισης I S(50) (MPa) Τύπος πετρώματος ΑΓ ,3 8,46 Γρανίτης ΑΓ1 17,45-17,7 4,14 Γρανίτης ΑΓ1 19,1 3,22 Γρανίτης ΑΓ1 24,6 5,46 Γρανίτης ΑΓ2 5,2 7,62 Γρανίτης ΑΓ2 17,7-18 1,85 Γνεύσιος ΑΓ3 8,8-9 5,27 Γρανίτης ΑΓ4 6,3-6,5 5,8 Γρανίτης ΑΓ4 9 7,9 Γρανίτης ΑΓ4 17,6 5,76 Γρανίτης ΑΓ5 4,2 1,09 Γρανίτης ΑΓ6 5,1 1,6 Γρανίτης ΑΓ6 7,25 4,71 Γρανίτης ΑΓ6 17,25 4,85 Γρανίτης ΑΓ7 6,3-7 4,54 Γρανίτης ΑΓ ,2 2,91 Γρανίτης ΑΓ7 16,3-16,5 4,7 Γρανίτης ΑΓ8 3,2-3,4 1,36 Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ8 6,6-6,8 1,14 Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ8 8,5 0,45 Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ8 17,6 0,97 Αποσαθρωμένος ΑΓ8 24,6 5,46 25 γρανίτης Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ9 5-5,3 1,09 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ9 12,3 4,55 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ11 4,3-4,4 7,43 Γρανίτης ΑΓ11 8,1-8,3 7,19 Γρανίτης ΑΓ12 4,2 8,11 Γρανίτης ΑΓ ,29 Γρανίτης ΑΓ12 17,6 3,55 Γρανίτης ΑΓ13 1,4-1,8 3,09 Γρανίτης ΑΓ13 2,5-2,7 1,81 Γρανίτης ΑΓ13 3,3-3,5 3,09 Γρανίτης ΑΓ13 11,3-11,6 6,13 Γρανίτης ΑΓ13 13,2-13,5 3,8 Γρανίτης ΑΓ13 16,3-16,7 6,33 Γρανίτης ΑΓ14 7,15-7,35 3,28 Γρανίτης ΑΓ14 10,2-10,4 1,62 Γρανίτης ΑΓ15 14,9 6,58 Γρανίτης ΑΓ15 18,5 9 Γρανίτης ΑΓ16 4,5-4,9 2 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ16 9,3-9,7 3,81 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ16 11,2-11,4 4,18 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ17 4,7-4,9 3,95 Γρανίτης ΑΓ17 11,9 7,53 Γρανίτης

28 ΑΓ17 15,8 4,57 Γρανίτης ΑΓ19 7,7 3,68 Γρανίτης ΑΓ19 9 3,23 Γρανίτης ΑΓ19 10,3 6,72 Γρανίτης ΑΓ ,44 Γρανίτης ΑΓ20 9 5,04 Γρανίτης ΑΓ20 10,5 0,69 Γρανίτης ΑΓ ,71 Γρανίτης ΑΓ21 5,7 0,54 Γνεύσιος ΑΓ ,55 Γνεύσιος ΑΓ22 5,2 1,45 Γνεύσιος ΑΓ ,36 Γνεύσιος ΑΓ23 13,4 2,19 Γνεύσιος ΑΓ24 2,7 0,92 Γνεύσιος ΑΓ25 8,5 0,73 Γνεύσιος ΑΓ25 9,7 3,46 Γνεύσιος ΑΓ25 11,3 4,9 Γνεύσιος ΑΓ25 13,3 3,63 Γνεύσιος ΑΓ26 11,5 0,45 Γνεύσιος ΑΓ27 0,6 7,18 Γρανίτης ΑΓ27 3,65 4,14 Γρανίτης ΑΓ27 6,5 5,57 Γρανίτης ΑΓ27 8,5 3,02 Γρανίτης ΑΓ27 13,8 1,31 Γνεύσιος ΑΓ ,7 Γρανίτης ΑΓ32 7 5,99 Γρανίτης ΑΓ32 11,2 3,68 Γρανίτης ΑΓ ,15 Γρανίτης ΑΓ33 3,4 2,71 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ33 6 6,01 Γρανίτης ΑΓ ,14 Γρανίτης ΑΓ33 14,7 5,5 Γρανίτης ΑΓ34 13,4 1,37 Γρανίτης ΑΓ34 5,4 5,41 Γρανίτης πλήθος I S(50) Σχήμα 8:Kατανομή τιμών του δείκτη σημειακής φόρτισης I s(50) για τους γρανίτες 26

29 Στα Σχ.8 και 9 έγινε μια προσπάθεια κατανομής των δείγματα που ερευνήθηκαν με βάση το δείκτη σημειακής φόρτισης I s(50) ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την αντοχή τους. Ποσοστό δειγμάτων ν(%) πολύ χαμηλής αντοχής χαμηλής αντοχής μέσης αντοχής Δείκτης Σημειακής Φόρτισης I s(50) (MPa) υψηλής αντοχής Σχήμα 9: Κατανομή τιμών Δείκτη Σημειακής Φόρτισης I S(50) για τους γρανίτες, γνεύσιους, γρανιτογνεύσιους Παρατηρούμε ότι σε ποσοστό 50% των δειγμάτων είναι υψηλής αντοχής βάσει της διαμετρικής δοκιμής Point load που έγινε και τα υπόλοιπα δείγματα είναι σχεδόν ισόποσα κατανεμημένα σε πολύ χαμηλής, χαμηλής και μέσης αντοχής. Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική θλίψη (υniaxial compression test) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον άμεσο και ακριβή προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη δοκιμίων πετρωμάτων. Πίνακας 9: Tαξινόμηση του πετρώματος με βάση την αντοχή του σε μοναξονική θλίψη Κατάταξη πετρώματος Αντοχή σε μοναξονική θλίψη (MPa) Επί τόπου εκτίμηση Εξαιρετικά υψηλής αντοχής >250 Πολύ υψηλής αντοχής Υψηλής αντοχής Ο πυρήνας (δείγμα) δεν σπάζει με το γεωλογικό σφυρί Για να σπάσει ο πυρήνας (δείγμα) χρειάζονται πολλά χτυπήματα με το γεωλογικό σφυρί Για να σπάσει ο πυρήνας χρειάζονται περισσότερα από ένα χτύπημα 27

30 Μέσης αντοχής Χαμηλής αντοχής 5 25 Πολύ χαμηλής αντοχής 1 5 Εξαιρετικά χαμηλής αντοχής 0,25-1 Ο πυρήνας δεν χαράσσεται με μαχαιρίδιο και μπορεί να σπάσει με ένα κτύπημα γεωλογικού σφυριού Ο πυρήνας χαράσσεται δύσκολα με το μαχαιρίδιο και η μύτη του γεωλογικού σφυριού δημιουργεί αβαθείς χαραγιές Ο πυρήνας σπάει σε πολλά κομμάτια με ένα χτύπημα με το γεωλογικό σφυρί και χαράσσεται εύκολα με το μαχαιρίδιο Ο πυρήνας χαράσσεται εύκολα με το νύχι του αντίχειρα Η αντοχή είναι μία πολύ βασική μηχανική παράμετρος του ακέραιου πετρώματος. Με σκοπό τον άμεσο προσδιορισμό της θλιπτικής αντοχής των πετρωμάτων της περιοχής έρευνας, έγιναν 34 εργαστηριακές δοκιμές ανεμπόδιστης (μοναξονικής) θλίψης κατά ΒΡΑΧ. Ε (4) - ISRM Τα αποτελέσματα δίνονται συγκεντρωτικά στον Πίνακα 10. Πίνακας 10: Εργαστηριακά αποτελέσματα προσδιορισμού της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη Γεώτρηση Βάθος (m) Πυκνότητα (kn/m 3 ) 28 Αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη Τύπος πετρώματος ΑΓ1 14, ,73 71 Γρανίτης ΑΓ1 19,1-19,6 26,54 56 Γρανίτης ΑΓ ,87 83,6 Γρανίτης ΑΓ2 11,2 26,57 91 Γρανίτης ΑΓ ,37 86,1 Γρανίτης ΑΓ3 10,4-10,7 27,66 58,2 Γρανίτης ΑΓ4 7,6-7,9 26,95 85,8 Γρανίτης ΑΓ4 12,4-12,8 26,19 57,2 Γρανίτης ΑΓ5 4,2-4,5 26,16 57,8 Γρανίτης ΑΓ5 8,2-8,4 25,32 50,5 Γρανίτης ΑΓ6 10,3-10,5 26,32 56 Γρανίτης ΑΓ6 5,1-5,5 26,03 43,1 Γρανίτης ΑΓ7 13, ,49 65,9 Γρανίτης ΑΓ7 8,2-8,4 25,32 50,5 Γρανίτης ΑΓ8 8,5-8,7 25,4 12,6 Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ8 11,3 27,67 85,4 Αποσαθρωμένος γρανίτης

31 ΑΓ8 17,4-17,5 25,34 19,8 Αποσαθρωμένος γρανίτης ΑΓ9 6,3-6,5 26,62 64,4 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ ,3 26, Γρανιτογνεύσιος ΑΓ11 4,6-5 26,2 136,6 Γρανίτης ΑΓ11 12, ,61 128,6 Γρανίτης ΑΓ12 7,4-7,6 26,3 111,9 Γρανίτης ΑΓ12 14,6-14,8 25,39 62,5 Γρανίτης ΑΓ13 5,5-6 27,01 73,3 Γρανίτης ΑΓ14 14,7 26,84 125,8 Γρανίτης ΑΓ15 11,2 26,68 152,2 Γρανίτης ΑΓ15 14,7 26,05 146,3 Γρανίτης ΑΓ16 4,5-4,9 27,1 109,9 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ20 14,5 26,75 21,3 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ21 15,6 25,96 27,4 Γνεύσιος ΑΓ26 17,65 26,04 29,02 Γνεύσιος ΑΓ27 0,6 27,03 54,5 Γρανίτης ΑΓ ,98 93,8 Γρανίτης ΑΓ ,62 102,1 Γρανιτογνεύσιος πλήθος σc (MPa) Σχ. 10: Κατανομή τιμών της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη σ c σε γρανίτες Στα Σχ. 10 και 11 δίνεται η κατανομή των τιμών της μοναξονικής αντοχής. 29

32 Ποσοστό δειγμάτων ν(%) ,82 8, χαμηλής αντοχής μέσης αντοχής 55, υψηλής αντοχής 26, πολύ υψηλής αντοχής σ c (MPa) Σχ, 11: Κατανομή τιμών Αντοχής σε Ανεμπόδιστη Θλίψη για τους γρανίτες, γνεύσιους, γρανιτογνεύσιους Παρατηρούμε ότι στο 26,47% των δειγμάτων η αντοχής κυμαίνεται από MPa και οφείλεται στους λευκότεφρους γρανίτες, ενώ τα υπόλοιπα ποσοστά που είναι χαμηλότερης αντοχής οφείλονται στους υπόλοιπους γρανίτες γνεύσιους γρανιτογνεύσιους. Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική (ανεμπόδιστη) θλίψη με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (v) (Uniaxial compression deformability test) Η δοκιμή αυτή γίνεται όπως περιγράφεται προηγουμένως για τον προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη, μόνο που κατά τη διάρκεια εκτέλεσής της γίνεται ταυτόχρονη μέτρηση των αξονικών και διαμετρικών (πλευρικών) παραμορφώσεων του δοκιμίου. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 9 δοκιμές. Πίνακας 11: Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη και προσδιορισμός του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (ν). Γεώτρηση Βάθος (m) Μέτρο ελαστικότητας Ε (GPa) Λόγος Poisson v Αντοχή σ c Τύπος πετρώματoς ΑΓ1 25 2,5785 0,016 81,17 Γρανίτης ΑΓ3 14,1-14,4 10,945 0,076 81,64 Γρανίτης ΑΓ ,408-48,36 Γρανίτης ΑΓ11 18,1 67,494 0,47 156,94 Γρανίτης ΑΓ14 4,1 38,994 0, ,21 Γρανίτης ΑΓ17 8,4 26,787 0,186 83,24 Γρανίτης ΑΓ ,638-67,40 Γρανιτογνεύσιος ΑΓ32 7 3, ,08 Γρανίτης ΑΓ33 6 8, ,73 Γρανιτογνεύσιος 30

33 Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt (τύπου L) Οι 7 δοκιμές που εκτελέστηκαν με την χρήση του σφυριού αναπήδησης Schmidt τύπου L έχουν σαν σκοπό τον καθορισμό της σκληρότητας των δειγμάτων πετρώματος και επιπλέον την έμμεση εκτίμηση της αντοχής τους σε ανεμπόδιστη θλίψη. Πίνακας 12: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση τη σκληρότητά του Μέση ένδειξη Κατηγορία Γεώτρηση Βάθος (m) σφυριού πετρώματος (SHV) Τύπος πετρώματος ΑΓ3 14,1 51 Σκληρό πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ6 5,1 46 Μέτριο πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ6 10,3 54 Σκληρό πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ Μέτριο πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ Σκληρό πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ Μέτριο πέτρωμα Γρανίτης ΑΓ Σκληρό πέτρωμα Γρανιτογνεύσιος Κάνοντας μία απλή στατιστική αξιολόγηση στα δείγματα με βάση τις τιμές των παραπάνω δοκιμών διαπιστώνεται ότι τα δείγματα των λευκότεφρων γρανιτών εμφανίζουν μεγαλύτερες μηχανικές παραμέτρους από αυτές των υπολοίπων (γαλάζιων) γρανιτών, γνευσίων, γρανιτογνευσίων. Προσδιορισμός της ταχύτητας των υπερήχων κυμάτων διαμέσου βραχωδών δειγμάτων (Ultrasonlc Pulse Method) Σκοπός των δοκιμών που εκτελέστηκαν είναι ο προσδιορισμός της ταχύτητας των V p κυμάτων (διαμήκων) των υπερήχων μέσα στο βραχώδες υλικό. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η εκτίμηση των δυναμικών παραμέτρων E o,nκαι G o του ακεραίου πετρώματος. Η δοκιμή εκτελείται σε βραχώδη δοκίμια ορθού κυλινδρικού σχήματος με ελάχιστες διαστάσεις, μήκος L=10 cm και διάμετρο D=8 cm, με την χρήση της ειδικής συσκευής. Πίνακας 13: Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών προσδιορισμού της ταχύτητας των V p κυμάτων Γεώτρηση Βάθος (m) Ύψος (cm) T p (μs) V p (m/sec) Τύπος πετρώματος ΑΓ3 14,1 17, ,61 Γρανίτης ΑΓ ,84 66,9 2816,14 Γρανίτης ΑΓ6 5,1 16,895 56,2 3006,22 Γρανίτης ΑΓ6 10, , Γρανίτης ΑΓ11 18,1 18,45 44,3 4187,36 Γρανίτης ΑΓ14 4,1 22,79 49,7 4585,51 Γρανίτης ΑΓ17 8,4 18,79 62,3 3016,05 Γρανίτης ΑΓ ,46 36,8 4472,82 Γρανίτης ΑΓ ,91 44,1 4514,74 Γρανίτης ΑΓ ,13 37,4 4580,21 Γρανίτης ΑΓ ,01 56,3 3554,17 Γρανιτογνεύσιος 31

34 Πίνακας 14: Τύπος και αριθμός δοκιμών σε γρανίτες Τύπος δοκιμής Δοκιμή Αριθμός δοκιμών Προσδιορισμός ταχύτητας Προσδιορισμός δυναμικών υπερήχων κυμάτων παραμέτρων διαμέσου βραχωδών 11 δειγμάτων Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση 7 του σφυριού Schmidt Προσδιορισμός του δείκτη 78 Προσδιορισμός παραμέτρων αντοχής σημειακής φόρτισης Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική θλίψη Προσδιορισμός της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη, του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (ν) Πίνακας 15: Συγκεντρωτικός πίνακας όλων των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν στους γνεύσιους, γρανιτογνεύσιους, γρανίτες ΓΕΩΤΡ ΒΑΘΟΣ (m) ρ (kn/m 3 ) V P (m/s ec) σ c (ΜPa) 32 I s(50) (ΜPa) SHV E (GPa) 34 9 ν Περιγραφή ,3 8,46 Γρανίτης 1 14, ,73 71 Γρανίτης 1 17,45-4,14 Γρανίτης 17,7 1 19,1 3,22 Γρανίτης 1 19,1-19,6 26,54 56 Γρανίτης 1 24,6 5,46 Γρανίτης ,17 2,5785 0,016 Γρανίτης ,87 83,6 Γρανίτης 2 5,2 7,62 Γρανίτης 2 11,2 26,57 91 Γρανίτης ,37 86,1 Γρανίτης 2 17,7-18 1,85 Γνεύσιος χαμηλής αντοχής 3 8,8-9 5,27 Γρανίτης 3 10,4-10,7 27,66 58,2 Γρανίτης 3 14,1-14,4 5384,61 81, ,945 0,076 Γρανίτης 4 6,3-6,5 5,8 Γρανίτης 4 7,6-7,9 26,95 85,8 Γρανίτης 4 9 7,9 Γρανίτης 4 12,4-12,8 26,19 57,2 Γρανίτης

35 4 17,6 5,76 Γρανίτης 5 4,2 1,09 Γρανίτης χαμηλής αντοχής 5 4,2-4,5 26,16 57,8 Γρανίτης 5 8,2-8,4 25,32 50,5 Γρανίτης ,14 48,36 10,408 - Γρανίτης 6 5,1 1,6 46 Γρανίτης χαμηλής αντοχής 6 5,1-5,5 26, ,22 43,1 Γρανίτης 6 7,25 4,71 Γρανίτης 6 10,3-10,5 26, Γρανίτης 6 17,25 4,85 Γρανίτης 7 6,3-7 4,54 Γρανίτης ,2 2,91 Γρανίτης μέτριας αντοχής 7 13, ,49 65,9 7 16,3-16,5 4,7 Γρανίτης 8 3,2-3,4 1,36 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 6,6-6,8 1,14 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 8,5 0,45 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 8,5-8,7 25,4 12,6 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 11,3 26,67 85,4 Γρανίτης 8 17,4-17,5 25,34 19,8 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 17,6 0,97 Γρανίτης αποσαθρωμ. 8 24,6 5,46 Γρανίτης 9 5-5,3 1,09 Γρανιτογνεύ σιος 9 6,3-6,5 26,62 64,4 Γρανιτογνεύ σιος ,3 26, Γρανιτογνεύ σιος 9 12,3 4,55 Γρανιτογνεύ σιος 11 4,3-4,4 7,43 Γρανίτης 11 4,6-5 26,2 136,6 Γρανίτης 11 8,1-8,3 7,19 Γρανίτης 11 12, ,61 128,6 Γρανίτης 11 18,1 4187,36 156,94 67,494 - Γρανίτης 12 4,2 8,11 Γρανίτης 12 7,4-7,6 26,3 111, ,29 Γρανίτης 33

36 12 14,6-14,8 25,39 62,5 Γρανίτης 12 17,6 3,55 Γρανίτης μέσης αντοχής 13 1,4-1,8 3,09 Γρανίτης μέσης αντοχής 13 2,5-2,7 1,81 Γρανίτης αποσαθρ. 13 3,3-3,5 3,09 Γρανίτης μέσης αντοχής 13 5,5-6 27,01 73,3 Γρανίτης 13 11,3-11,6 6,13 Γρανίτης 13 13,2-13,5 3,8 Γρανιτογνεύ σιος 13 16,3-16,7 6,33 Γρανίτης 14 4,1 4585,51 142,21 38,994 - Γρανίτης 14 7,15-7,35 3,28 Γρανίτης μέσης αντοχής 14 10,2-10,4 1,62 Γρανίτης αποσαθρ ,7 26,84 125,8 Γρανίτης 15 11,2 26,68 152,2 Γρανίτης 15 14,7 26,05 146,3 Γρανίτης 15 14,9 6,58 Γρανίτης 15 18,5 9 Γρανίτης 16 4,5-4,9 27, Γρανιτογνεύ σιος 16 9,3-9,7 3,81 Γρανιτογνεύ σιος 16 11,2-11,4 4,18 Γρανιτογνεύ σιος 17 4,7-4,9 3,95 Γρανίτης 17 8,4 3016,05 83,24 26,787 0, Γρανίτης 17 11,9 7,53 Γρανίτης 17 15,8 4,57 Γρανίτης 19 7,7 3,68 Γρανίτης μέσης αντοχής 34

37 19 9 3,23 Γρανίτης μέσης αντοχής 19 10,3 6,72 Γρανίτης ,44 Γρανίτης ,04 Γρανίτης 20 10,5 0,69 Γρανίτης αποσαθρ ,4 46,638 - Γρανίτης 20 14,5 26,75 21,3 Γρανιτογνεύ σιος ,71 Γρανίτης 21 5,7 0,54 Γνεύσιος ,55 Γνεύσιος 21 15,6 26,48 21,4 Γνεύσιος 22 5,2 1,45 Γνεύσιος ,36 Γνεύσιος 23 13,4 2,19 Γνεύσιος 24 2,7 0,92 Γνεύσιος 25 8,5 0,73 Γνεύσιος 25 9,7 3,46 Γνεύσιος 25 11,3 4,9 Γνεύσιος 25 13,3 3,63 Γνεύσιος 26 11,5 0,45 Γνεύσιος 26 17,65 26,04 29,2 Γρανιτογνεύ σιος 27 0,6 27,03 54,5 7,18 Γρανίτης 27 3,65 4,14 Γρανίτης 35

38 27 6,5 5,57 Γρανίτης 27 8,5 3,02 Γρανίτης 27 13,8 1,31 Γνεύσιος ,7 Γνεύσιος ,74 103,08 5, , Γρανίτης 32 11,2 3,68 Γρανίτης , ,82 93,8 4,15 49 Γρανίτης 33 3,4 2,71 Γρανιτογνεύ σιος ,21 108,73 6, , Γρανίτης , ,17 102,1 4,14 51 Γρανίτης 33 14,7 5,5 Γρανίτης 34 5,4 5,41 Γρανίτης 34 13,4 1,37 Γρανίτης 6. ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ Ο σημαντικός αριθμός εργαστηριακών αποτελεσμάτων από μηχανικές και φυσικές παραμέτρους των δύο κατηγοριών πετρωμάτων, επέτρεψαν το συσχετισμό μεταξύ τους και την διατύπωση κάποιων εμπειρικών σχέσεων. Προς την κατεύθυνση αυτή χρησιμοποιήθηκαν απλά στατιστικά μοντέλα για τον καθορισμό του είδους και της μορφής των συσχετίσεων. Σε κάθε συσχέτιση παρατίθεται πέραν των σχετικών διαγραμμάτων, η αντίστοιχη σχέση καθώς και ο συντελεστής συσχέτισης (R 2 ). 1. Ψαμμίτες (ρ d V p ) Η ταχύτητα των P κυμάτων κυμαίνεται μεταξύ των τιμών 3304 m/sec και 5014 m/sec στα εξεταζόμενα δείγματα ψαμμιτών. Με βάση το διάγραμμα του Σχ. 12 διακρίνουμε μια γραμμική συσχέτιση μεταξύ των ταχυτήτων V p και της πυκνότητας ρ d. Δηλαδή 36

39 έχουμε αύξηση της ταχύτητας με την πυκνότητα. Από το διάγραμμα προκύπτει η εξίσωση: V p =1113,4 ρ d με R 2 =0, Διάγραμμα ψαμμιτών ξηρής πυκνότητας ρ d - V p κυμάτων V p (m/sec) V p = 1113,4ρ d R² = 0, ρ d (kn/m 3 ) Γρανίτες (ρ d V p ) Σχ. 12:Σχέση ταχύτητας P κυμάτων με την ξηρή πυκνότητα ρ d για τους ψαμμίτες Η ταχύτητα των P κυμάτων κυμαίνεται μεταξύ των τιμών 2816 m/sec και 5384 m/sec σε εξεταζόμενα δείγματα γρανιτών και γρανιτογνευσίων. Με βάση το Σχ. 13 διακρίνουμε μια γραμμική συσχέτιση (αναλογία) μεταξύ των ταχυτήτων V p και της πυκνότητας ρ d. Αυτό σημαίνει ότι όσο αυξάνεται η πυκνότητα τόσο πιο γρήγορα διαρρέουν τα P (διαμήκη) κύματα το πέτρωμα. Προκύπτει η εξίσωση: V p =703,87 ρ d με R 2 =0,

40 Διάγραμμα γρανιτών ξηρής πυκνότητας ρ d -V p κυμάτων V p (m/sec) V p = 703,87ρ d R² = 0, ρ d (kn/m 3 ) Σχ. 13: σχέση πυκνότητας με την ταχύτητα P κυμάτων για τους γρανίτες 2.Ψαμμίτες (n V p ) Στο Σχ. 14 δίνεται η σχέση συνολικού πορώδους και ταχύτητας P κυμάτων η οποία είναι γραμμική με αρκετά καλό συντελεστή συσχέτισης Διάγραμμα ψαμμιτών πορώδους n - ταχύτητας υπερήχων Vp V p (m/sec) V p = -602,48n ,5 R² = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 n (%) Σχ. 14: Σχέση ταχύτητας P κυμάτων με το πορώδες n για τους ψαμμίτες Παρατηρούμε ότι όσο το πορώδες αυξάνεται, μειώνεται η ταχύτητα διάδοσης των P κυμάτων δια μέσω του βραχώδους υλικού. Η εξίσωση που προκύπτει είναι: Vp= 5072,5-602,48 n με R 2 =0,

41 3.Ψαμμίτες (Vp SHV) Στη συνέχεια έγινε προσπάθεια να συσχετιστούν οι τιμές των P κυμάτων με τις τιμές της μέσης ένδειξης σφυριού (SHV) για τα δείγματα των ψαμμιτών. Στο διάγραμμα του Σχ. 15 σημειώνεται η εμπειρική σχέση που προκύπτει που είναι γενικά γραμμική αλλά με σχετικά μικρότερο συντελεστή συσχέτισης. 50 Διάγραμμα ταχυτήτων υπερήχων (Vp) - σκληρότητας (SHV) SHV SHV = 0,0054V p + 18,488 R² = 0, V p (m/sec) Σχ. 15: σχέση ένδειξης SHV με την ταχύτητα των P κυμάτων για τους ψαμμίτες Από το διάγραμμα παρατηρούμε ότι η μέση ένδειξη του σφυριού SHV κυμαίνεται από 29 έως 45 και αντιστοιχεί σε μέτριας σκληρότητας ψαμμίτες. Η συσχέτιση είναι γραμμική και δείχνει ότι όσο πιο σκληρό είναι το πέτρωμα τόσο πιο γρήγορα διέρχονται από αυτό τα P κύματα. Επίσης προκύπτει η εξής εξίσωση: SHV=0,0054 V p +18,488 με R 2 =0, Ψαμμίτες (ρ d SHV) Η σχέση της σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt και της πυκνότητας ρ d είναι επίσης γραμμική και περιγράφεται από τη σχέση: SHV= 6,7641 ρ d - 129,3 με R 2 =0,533 39

42 Διάγραμμα ξηρής πυκνότητας ρd - δείκτη σκληρότητας SHV SHV SHV = 6,7641ρ d - 129,3 R² = 0, ρ d (kn/m 3 ) Σχ. 16: σχέση ξηρής πυκνότητας ρ d με το SHV για τους ψαμμίτες 6. Ψαμμίτες (I v ρ d ) Ο δείκτης απορρόφησης I ν είναι στην ουσία ο δείκτης κενών του πετρώματος και συσχετίζεται με το πορώδες του καθώς επίσης και με άλλα χαρακτηριστικά του πετρώματος όπως ο βαθμός αποσάθρωσης ή εξαλλοίωσης. Διάγραμμα δείκτη απορρόφησης Iν -ξηρης πυκνότητας ρd ρ d (kn/m 3 ) ρ d = -0,7752 I ν + 25,666 R² = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 I ν (%) Σχ. 17: Σχέση δείκτη απορρόφησης I ν με την πυκνότητα για τους ψαμμίτες Το εύρος που κινείται ο δείκτης I ν είναι μεταξύ 0,56-2,26. Οι αρκόζες έχουν τον μεγαλύτερο συντελεστή I ν ανάμεσα στα δείγματα διότι έχουν την μικρότερη 40

43 πυκνότητα σε σχέση με τους καστανότεφρους και ασβεστιτικούς ψαμμίτες. Η σχέση μεταξύ των δύο παραμέτρων εκφράζεται από την εξίσωση (Σχ. 17): ρ d =25,66 0,7752 I v με R 2 =0, Γρανίτες (I s(50) σ c ) Στη συνέχεια έγινε προσπάθεια να συσχετιστούν οι τιμές της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη με τις τιμές του δείκτη σημειακής φόρτισης I S(50) για τα δείγματα των γνευσίων γρανιτογνευσίων και γρανιτών. Στο διάγραμμα που σχεδιάστηκε (Σχ. 18) προτιμάται γραμμική σχέση που να διέρχεται από την αρχή των αξόνων, όπως είναι γενικά αποδεκτό στην διεθνή βιβλιογραφία σc (MPa) σc = 17,156 Is(50) R² = 0, Is(50) (MPa) Σχ. 18: Σχέση αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη με τον δείκτη σημειακής φόρτισης για τους γρανίτες Οι τιμές στην αντοχή σε μοναξονική θλίψη διακυμάνθηκαν από 12,6 MPa έως 152,2 MPa στους γρανίτες και ο δείκτης σημειακής φόρτισης I s(50) από 0,45 MPa στους αποσαθρωμένους έως 8,29 MPa. Επιπλέον η αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη έδωσε τιμές στους γνεύσιους γρανιτογνεύσιους από 21 MPa έως 129 MPa και ο ανηγμένος δείκτης κυμαίνεται από 0,55 MPa έως περίπου 4 MPa. Στο Σχ. 18 παρατηρούμε να υπάρχει μία ικανοποιητκή συσχέτιση μεταξύ του σ c και του I s(50) που περιγράφεται από την εξίσωση: σ c =17,156 I s(50) με R 2 = 0,